Článek
Dotaz
Máme-li dvě láhve stejného objemu, jednu s perlivou vodou a druhou s neperlivou vodou, je v nich stejný objem kapaliny? V tom smyslu, že pokud oxid uhličitý z perlivé vody vyprchá, zůstane nám méně kapaliny?
Minutová odpověď
- Oxid uhličitý se ve vodě rozpouští za vzniku pravého roztoku (kapalná fáze).
- Objemy jednotlivých složek se při mísení a přípravě roztoků nesčítají, někdy může rozpuštěním dojít ke snížení objemu.
- Po vyprchání veškerého oxidu uhličitého z velké lahve perlivé vody by mělo dojít ke snížení objemu kapaliny v řádu několika mililitrů.
Odpověď
V uzavřené láhvi perlivé vody je oxid uhličitý ve vodě rozpuštěný, stejně jako např. kuchyňská sůl. Nejedná se tedy o dvoufázovou směs (bublinky ve vodě), ale o tzv. pravý roztok – láhev obsahuje pouze jednu, kapalnou fázi.
Proto ji pohledem od lahve neperlivé vody těžko odlišíte jinak, než podle barvy uzávěru a i objem tekutiny je v obou lahvích identický.
Při přípravě či mísení roztoků obecně platí, že objemy se na rozdíl od hmotností nedají jednoduše sčítat, protože částice při rozpouštění vzájemně vyplňují mezery ve své molekulární struktuře nebo spolu jinak interagují.
Jak přesně se změní objem kapaliny rozpuštěním určitého množství látky proto nelze snadno předpovědět, ale pro vybrané dvojice látka/rozpouštědlo byl tento vztah experimentálně popsán a tabelován (např. ethanol/voda nebo NaCl/voda – objem se po smísení snižuje, nebo právě oxid uhličitý/voda – objem se zvyšuje).
Teď už k našemu konkrétnímu příkladu. Výrobce perlivé vody Aquila udává koncentraci oxidu uhličitého 5 g/l [1], velká 1,5l lahev ho tedy obsahuje 7,5 g. Dle jedné studie by rozpuštěním tohoto množství oxidu uhličitého ve vodě mělo dojít k nárůstu objemu asi o 6,5 ml [2]. Po vyprchání veškerého oxidu uhličitého by tedy v lahvi mělo zůstat právě o tuto hodnotu méně kapaliny.
Pro představu, za plynného stavu by toto množství oxidu uhličitého zaujalo objem několika litrů. I když v tomto srovnání se změna objemu jeví relativně malá, měla by být pozorovatelná i za „domácích podmínek“ – můžete si to ověřit s pomocí SodaStreamu nebo jiného přístroje na přípravu „sifónu“. Láhev naplníte přesně po rysku, nasytíte oxidem uhličitým z bombičky a následně ověříte změnu objemu i hmotnosti.
Zajímavé je, že při normální teplotě a tlaku lze v jednom litru vody rozpustit jen asi 1,5 g oxidu uhličitého [3]. Až několikanásobně většího obsahu v sycených nápojích je dosaženo přetlakovým plněním pod atmosférou oxidu uhličitého, která je uzavřena pod víčko.
Po otevření a ztrátě přetlakové atmosféry ale oxid uhličitý začne okamžitě prudce vyprchávat ve formě bublinek plynu, a právě to způsobuje perlivou chuť.
Za Zeptej se vědce odpovídala Tereza
Mgr. Tereza Pavlíčková, Ph.D., Technion – Israel Institute of Technology
Zdroje
- Aquila Aqualinea pramenitá voda perlivá, 1,5 l – údaje na obalu.
- W. J. Parkinson and N. J. De Nevers, Ind. Eng. Chem. Fundamen. 1969, 8, 4, 709–713.
- https://www.engineeringtoolbox.com/gases-solubility-water-d_1148.html
Poznámka
Newsfeed Seznam.cz má bohužel pravidlo, že texty musí být česky – nedovolují ani slovenštinu. Proto jsme slovenský dotaz na začátku přeložili do češtiny. Původní znění ve slovenštině uvádíme zde.
Dotaz: Ak máme dve objemovo rovnaké fľaše, jednu s perlivou a druhu s neperlivou vodou, je v nich rovnaký objem tekutiny? V zmysle ak by sa oxid uhličitý z perlivej odparil, ostane nám menej tekutiny?
Zeptej se vědce
Projekt Zeptej se vědce se snaží zprostředkovat kontakt mezi vědeckou a nevědeckou veřejností. Máte-li na vědce nějaký dotaz, zeptejte se nás na Facebooku, Twitteru nebo Instagramu. Podpořit nás můžete na donio.cz/podpor-zeptej-se-vedce.
